短期禁食与再喂养期间循环水养殖系统中大西洋鲑鱼肠道形态及宿主与系统相关微生物群动态

这对鱼类与食品为何重要

随着鲑鱼养殖转入高科技的室内循环水养殖系统，养殖者常在处理或运输前让鱼停食几天。这一简单的管理措施有助于保持水质和减少鱼的应激，但到目前为止我们对短期禁食如何改变水体和鱼体内微生物的无形世界，以及这些变化对动物健康和食品生产的可能影响知之甚少。本研究跟踪了大西洋鲑鱼及其水槽生态系统在为期五天的禁食和再喂养期间，揭示这些微观群落和肠道组织响应的速度以及鱼类表现出的恢复力。

处在水循环世界的鱼

现代循环水养殖系统（RAS）通过过滤器和生物膜重复利用大部分水体，而不是不断注入新水。在这些系统中，细菌不仅仅是背景噪音：它们分解鱼类废物、帮助维持水质安全，并且会定植于鱼的皮肤和肠道。研究人员使用的是处于后幼体阶段的（post‑smolt）大西洋鲑鱼，饲养在两个几乎相同的RAS单元中。一个单元继续投喂饲料，另一个单元则停止投喂五天后再恢复。研究团队在约两周内跟踪了水化学参数、来自水体、过滤器、坦克表面和鱼组织的细菌DNA，以及皮肤和肠道结构的显微变化，同时监测诸如外伤和应激激素水平等基本福利指标。

水中微生物最先感知禁食

在禁食与再喂养期间，变化最显著的是循环水中自由浮游的细菌。虽然过滤器和坦克表面的细菌群落相对稳定，但水柱中的微生物随营养水平的升降改变了组成。禁食期间碳含量下降、溶解氧上升，表明微生物活动降低且总体细菌负荷减少。偏好更清瘦、稳定条件的一些细菌群体在生物过滤介质和生物膜上保持稳定，而依赖富集营养脉冲的其他群体则随饲料的移除与恢复在水体中繁盛或萎缩。有趣的是，附着于鱼皮的细菌混合物与周围水体的相似度很高，尤其是附着于微小颗粒的微生物，表明在这些系统中皮肤黏液的微生物群强烈受水环境塑造。

鲑鱼肠道中的隐性变化

在鱼体内部，情况更为微妙但却至关重要。远端肠（肠道下游区域）所承载的细菌群落与皮肤或水体不同，也更为单一，由一些似乎适应鲑鱼体内环境的专性类型主导。肠道微生物的总体多样性在禁食期间并未发生剧烈变化，但其组成发生了改变。最显著的是，Vibrio属细菌在禁食鱼的残留肠内容物中激增，有时几乎占据了可检测细菌的全部，尽管这些微生物在周围水体中几乎不存在。与此同时，显微检查显示禁食后肠道结构更为紊乱：多个评分类别的组织评分变差，包括支持层改变和肿胀迹象，肠内容物变得稀少并呈铸模状，显示大量消化物已被清空。这些变化在再喂养六天后大多可逆转。

外部健康与福利

尽管肠道微生物和组织结构发生了内部变化，但外部的鱼类福利指标保持令人放心的稳定。研究者未在禁食与持续投喂的鱼之间观察到眼睛、颌部、鳃、皮肤或鳍的可见伤害方面有显著差异，且鲑鱼在研究期间继续生长。作为关键应激激素的皮质醇在禁食或再喂养期间未见升高，提示此短期断食并未在整体水平上显著扰动鱼体。即便覆盖黏液的微生物群随水体微生物一起变化，皮肤组织本身也未见明显改变。

对鲑鱼养殖的意义

这项研究表明，在循环水养殖系统中，短期五天的禁食主要重塑水体中自由浮游的微生物群，并暂时扰动鲑鱼的肠道环境，包括肠内容物中Vibrio细菌的显著但可逆增殖以及肠道衬里适度的结构性变化。然而，在再喂养六天内，微生物与肠道组织大体回归到先前状态，常规福利和应激指标仍处于正常范围内。对养殖者和监管者而言，这些发现表明在管理良好的RAS设施中，短期且经过谨慎安排的禁食方案不太可能对后幼体大西洋鲑鱼造成伤害，同时强调肠道微生物对即便是短暂的断食也有高度响应性。后续将这些微生物波动与疾病抵抗力和长期健康更直接关联的研究，将有助于细化可持续、对鱼类友好的养殖最佳实践。

引用: Karlsen, C., Meriac, A., Ytteborg, E. et al. Intestinal morphology and host‑ and system‑associated microbiome dynamics during short‑term fasting and refeeding of Atlantic salmon in recirculating aquaculture systems. Sci Rep 16, 12906 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42939-5

关键词: 大西洋鲑鱼, 循环水养殖, 禁食与再喂养, 鱼类微生物群, 鱼类福利